来自M1和M2的人原代巨噬细胞胞外囊泡的明显非编码RNA货物

导读

巨噬细胞是重要的抗原提呈细胞，能释放携带包括非编码RNA在内的功能物质的胞外小泡。巨噬细胞大致可分为M1“经典”巨噬细胞和M2“交替激活”巨噬细胞。M1巨噬细胞与炎症相关的病理有关，而向M2表型的转变表明炎症和组织再生的缓解。在这里，我们首次全面分析了来自人类M1和M2原代巨噬细胞的EV的小RNA货物。通过小RNA测序，我们在M1和M2巨噬细胞EV中发现了几种类型的小非编码RNA，包括miRNAs、isomiRs、tRNA片段、piRNA、SnRNA、snoRNA和Y-RNA片段。M1和M2 EV之间存在明显差异，与M2 EV相比，M1 EV的miRNAs相对丰度较高，tRNA片段丰度较低。MicroRNA靶标浓缩分析确定了几个与基因表达和炎症信号通路有关的基因靶标。EVS还富含tRNA片段，主要来自全长tRNAs的5‘端或内部区域，其中许多在M1和M2EVS中差异丰富。同样，其他几个小的非编码RNA，即SnRNAs，snoRNAs和Y-RNA片段，在M1和M2 EVS中差异地富含；我们讨论了它们在巨噬细胞EVS中的可能作用。总之，我们发现M1和M2巨噬细胞释放带有不同RNA货物的EV，这可能有助于这些细胞亚群对其微环境的独特影响。

论文ID

题目：Distinct non-coding RNA cargo of extracellular vesicles from M1and M2 human primary macrophages

译名：来自M1和M2的人原代巨噬细胞胞外囊泡的明显非编码RNA货物

期刊：J Extracell Vesicles                             

IF：17.337

发表时间：2022.12

通讯作者单位:英国伦敦帝国理工学院

DOI号：https://doi.org/10.1002/jev2.12293

主要内容

在这里，利用完全极化的人单核细胞来源的巨噬细胞，在无血清条件下培养，我们报告了来自M1促炎巨噬细胞和M2亲分辨巨噬细胞的EV的全面小RNA货物，这是最常见的人类组织巨噬细胞模型。扩大了现有的关于巨噬细胞RNA货物的知识，到目前为止，我们主要集中在miRNAs上，我们证明了M1和M2细胞产生具有共同和不同的miRNA、tRNA、SnRNA、snoRNA和Y-RNA货物的EV。我们鉴定的多个EV小RNA与促炎和促分辨巨噬细胞表型相关，进一步加深了我们对巨噬细胞对周围细胞和组织的调节机制的理解。

我们发现M1巨噬细胞比M2巨噬细胞释放的EV更大。其生物学意义尚不清楚；可能反映了与较小的外切体相比，这些细胞产生了更大的微泡。我们目前正在研究M1/M2 EV的蛋白质组货物，这可能有助于回答这个问题。从M1细胞释放的EVS的明显增加可以归因于在M1培养中极化协议结束时持续看到的更高的细胞数量，可能是由于这些细胞与培养塑料的粘附性更强。我们只能报告相对于种子细胞数量的EV浓度，因为极化后，我们发现不可能在不过度损失的情况下成功分离细胞，这排除了计算最终细胞数量的可能性。

M1和M2单核细胞来源的巨噬细胞的产生

从所有供体中小分子rna的总体相对丰度来看，最丰富的类型是mirna，其次是trna片段，正如先前报道的ev一样。我们观察到，与M2 EV相比，M1 EV中miRNA的比例更高，而TRFs的比例更小。在我们的M1方案中，在TLR-4配体脂多糖(LPS)存在的情况下，巨噬细胞的分化可以通过上调全长DICER来促进miRNA的生物合成，尽管值得注意的是，这项研究也报道了在分化为M1和M2的人单核细胞中DICER的同样上调。我们检测到M1 EV中TRFs的相对减少，这可以简单地反映这些EV中miRNAs的相对增加，因为tRNA是第二丰富的RNA类型，我们看到相同数量的tRNA片段在M1和M2EV中增加。

MicroRNAs是巨噬细胞激活和极化的重要调节因子。我们在M1和M2巨噬细胞释放的EV中发现了一系列miRNA货物(>400个独特的miRNAs)，并对M1和M2 EV miRNA图谱进行了明显的聚集。在72个差异表达的miRNAs中，有几个与巨噬细胞极化有关，包括M1EV中miR-155和miR-181a的上调。然而，我们也发现EV图谱并不总是反映先前报道的细胞变化；例如，我们发现M2EV中miR-143-3p和miR-145-5p较高，与所报道的细胞变化一致，但miR-125-5p和miR-146a-3p显著降低，与报告的细胞变化不一致。这可能反映了本研究中体外产生的人单核细胞来源的巨噬细胞与张等人研究的小鼠骨髓来源的巨噬细胞之间的差异，也可能表明miRNAs从细胞中选择性地穿梭到EVS中。

M1/M2巨噬细胞来源的胞外囊泡的特征

MiR-155是巨噬细胞和一般免疫系统中研究最多的miRNAs之一；广泛报道在炎症条件下增加，在有利于分解的条件下减少。尽管我们确实报道了miR-155-5p在M1EV中的高表达，但其他几个miRNAs在M1EV和M2EV之间有更大的差异。M1EVS中最高(>20倍变化)的miRNA-miR-187-3p-先前被报道在单核细胞和单核巨噬细胞中以IL-10依赖的方式上调。

高度保守的let-7家族是细胞中表达最丰富的miRNAs之一，我们报道了该家族在巨噬细胞EV中的所有成员(miR-202除外)，其中let-7a/let-7f/let-7i在M1和M2 EV中都是最丰富的miRNAs。Let-7家族作为肿瘤抑制因子，在代谢重编程和免疫系统发展中发挥作用。在巨噬细胞中，let-7c和let-7b参与巨噬细胞极化，尽管我们发现它们在M1和M2 EV中同样丰富。脂多糖处理人单核/巨噬细胞可上调含有miRNA簇miR-99b-5p/let-7e-5p/miR-125a-5p的let-7。我们在这里首次报告了这个簇也由巨噬细胞通过EVS释放；实际上，它是唯一一个在EVS中显著增加的来自M1巨噬细胞的miRNA簇。通过EVS释放这一簇可能是M1巨噬细胞在旁观者细胞中诱导M1极化的机制，此外还有已知的可溶性因素，如细胞因子。

M1和M2巨噬细胞在EVs中上调的miRNAs靶标的功能富集性分析

总结

在这项研究中，我们使用大小排除层析从M1-促炎-和M2-抗炎-初级巨噬细胞中分离EV，并进行小RNA测序，以提供对其小的非编码RNA货物的全面分析。总之，我们认为M1/M2 EV转录组是由不同的非编码RNA结构形成的。在小核糖核酸的每个亚型中，我们展示了M1和M2型EV之间的许多显著差异，这可能是由于我们的长极化方案以及在培养的任何阶段都没有任何血清，这可能会影响细胞功能和污染EV分离株。对miRNA靶标的功能浓缩分析显示，来自M1和M2巨噬细胞的EV靶标形成了鲜明的对比，这可能有助于它们对环境的功能影响。同样，M1和M2 EV中差异排序的tRNA片段、SnRNA、snoRNA和Y-RNAs可能在受体细胞中发挥功能作用，或者它们的分泌可能对亲本细胞很重要。在这里，我们提供了一个丰富且史无前例的与来自M1和M2初级巨噬细胞的EV相关的小非编码RNA的数据集，可以被研究界用来验证和进一步研究感兴趣的RNA。值得注意的是，在分离RNA之前没有对EVS进行RNase处理，因此，我们不能排除这些非编码RNA中的一些可能与EV膜相关，而不是腔负荷的一部分。然而，正如以前报道的那样，膜相关的miRNAs可以在靶细胞中触发反应。更深入地研究通过EV运输的小RNA片段的相关性是下一步的重要步骤。

原文链接

https://doi.org/10.1002/jev2.12293

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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